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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-11
(45)【発行日】2023-09-20
(54)【発明の名称】ウェハ処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20230912BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20230912BHJP
H01L 21/02 20060101ALI20230912BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 651Z
H01L21/304 651B
H01L21/68 N
H01L21/02 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020012537
(22)【出願日】2020-01-29
(65)【公開番号】P2021118329
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2022-11-17
(73)【特許権者】
【識別番号】390000594
【氏名又は名称】株式会社レクザム
(74)【代理人】
【識別番号】100115749
【弁理士】
【氏名又は名称】谷川 英和
(74)【代理人】
【識別番号】100121223
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 悟道
(72)【発明者】
【氏名】一二三 正晃
(72)【発明者】
【氏名】神谷 芳生
(72)【発明者】
【氏名】兵頭 弘祐
(72)【発明者】
【氏名】関口 博文
【審査官】安田 雅彦
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－３１１５０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３３３７５９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１３５１０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１２０９４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－２０７１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０６７８６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００９６７１７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／６７ －２１／６８７
Ｈ０１Ｌ ２１／０２
Ｂ０８Ｂ １／００ －１３／００
Ｆ２６Ｂ ５／００ － ５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上部ユニット、及び前記上部ユニットと対向してウェハを収容する収容空間を構成する下部ユニットを有し、前記ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行うためのチャンバと、前記上部及び下部ユニットの少なくとも一方を上下方向に移動させることによって前記チャンバを開閉する開閉手段と、
前記収容空間において前記ウェハを支持する支持手段と、
前記チャンバが閉じられた状態において、前記上部及び下部ユニットの少なくとも一方の上下方向の移動を規制することによって、両者の距離が上下方向に所定以上離れないようにする規制手段と、
前記収容空間に設けられたガード部と、を備え、
前記収容空間に流体を注入するための注入口、及び前記収容空間から流体を排出するための排出口がそれぞれ、前記上部及び下部ユニットの少なくとも一方に設けられており、
前記ガード部は、前記開閉手段によって前記チャンバが閉じられて前記収容空間の容積が最小になった際には、前記注入口から注入された流体の前記ウェハのパターン面への流れを低減させる位置となり、前記収容空間への流体の注入による圧力の上昇に応じて、前記規制手段による規制の範囲内において前記上部及び下部ユニットが離れることによって前記収容空間の容積が最大になった際には、前記注入口から注入された流体の前記ウェハのパターン面への流れを増加させる位置となる、ウェハ処理装置。
【請求項2】
前記支持手段は、前記下部ユニットに設けられており、前記注入口は、前記支持手段で支持されたウェハの外周側に設けられており、
前記ガード部は、平面視において前記ウェハと前記注入口との間の位置となるように、前記下部ユニットに設けられている、請求項１記載のウェハ処理装置。
【請求項3】
前記支持手段は、前記下部ユニットに設けられており、前記注入口は、前記支持手段で支持されたウェハの外周側に設けられており、
前記ガード部は、
平面視において前記ウェハと前記注入口との間の位置となるように、前記下部ユニットに設けられている下部ガード部と、
平面視において前記ウェハと前記注入口との間の位置となり、前記下部ガード部と並列するように、前記上部ユニットに設けられており、水平方向に流体が通過可能な複数の孔を有する上部ガード部と、を有しており、
前記上部ガード部の複数の孔の上下方向の位置は、前記収容空間の容積が最小の場合には、前記下部ガード部の上下方向の位置と略一致し、前記収容空間の容積が最大の場合には、前記下部ガード部よりも上方になる、請求項１記載のウェハ処理装置。
【請求項4】
平面視における前記収容空間の一端側に前記注入口が設けられており、他端側に前記排出口が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか記載のウェハ処理装置。
【請求項5】
前記チャンバは、当該チャンバが閉じられた際に前記上部及び下部ユニットの間をシールするためのシール部を有しており、前記下部ユニットには、前記シール部の下方側に、前記収容空間の外周に沿って溝部が設けられており、
当該溝部の底部に前記排出口が設けられている、請求項１から請求項４のいずれか記載のウェハ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行うウェハ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ウェハの表面に形成されるパターンの微細化が進んでおり、アスペクト比が高くなってきている。そのため、パターンの洗浄等に用いる有機溶剤などの処理液が表面に残ったまま乾燥させると、処理液の表面張力によってパターンが倒壊するという問題が生じる。その問題を解決するため、基板の表面から処理液を除去する乾燥処理等に超臨界流体を用いることがある。
【0003】
超臨界流体を用いた乾燥処理等が行われる前に、ウェハのパターン面から有機溶剤などの処理液がなくなると、上記のように処理液の表面張力によってパターンが倒壊するという問題が生じる。そのため、超臨界流体を用いた乾燥処理等が行われるまでは、ウェハのパターン面に有機溶剤などの処理液が留まるようにしておきたいという要望がある。
【0004】
例えば、二酸化炭素などの流体が、臨界圧力に到達するまでの昇圧段階において、ウェハのパターン面に高速で噴射された場合には、その噴射によって処理液が吹き飛び、パターンが崩壊する恐れがある。そのため、超臨界流体の注入口とウェハとの間に、注入口から流入した超臨界流体を遮断する遮断プレートを設けることにより、昇圧段階において、ウェハに超臨界流体が直接噴射されることを防止することが行われている（例えば、特許文献１，２参照）。また、特許文献２に記載された装置では、チャンバ内の圧力が臨界圧力になった後には、ウェハに直接、超臨界流体が供給されるようにすることによって、ウェハ上に残留する有機溶剤などを効果的に除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１８－２０７１０３号公報
【文献】特開２０１３－１２０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献２に記載された装置では、昇圧時に超臨界流体を供給する注入口と、昇圧後に超臨界流体を供給する注入口とを別々に設ける必要があり、装置が複雑になるという問題があった。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行う場合に、より簡単な構成によって、昇圧開始時点においては、流体のウェハのパターン面への流れを低減させることができると共に、昇圧後には、流体のウェハのパターン面への流れを増加させることができるウェハ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明によるウェハ処理装置は、上部ユニット、及び上部ユニットと対向してウェハを収容する収容空間を構成する下部ユニットを有し、ウェハに超臨界流体を用いた所定の処理を行うためのチャンバと、上部及び下部ユニットの少なくとも一方を上下方向に移動させることによってチャンバを開閉する開閉手段と、収容空間においてウェハを支持する支持手段と、チャンバが閉じられた状態において、上部及び下部ユニットの少なくとも一方の上下方向の移動を規制することによって、両者の距離が上下方向に所定以上離れないようにする規制手段と、収容空間に設けられたガード部と、を備え、収容空間に流体を注入するための注入口、及び収容空間から流体を排出するための排出口がそれぞれ、上部及び下部ユニットの少なくとも一方に設けられており、ガード部は、開閉手段によってチャンバが閉じられて収容空間の容積が最小になった際には、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを低減させる位置となり、収容空間への流体の注入による圧力の上昇に応じて、規制手段による規制の範囲内において上部及び下部ユニットが離れることによって収容空間の容積が最大になった際には、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを増加させる位置となる、ものである。
【0009】
このような構成により、昇圧開示時と昇圧後とにおいて、上部及び下部ユニットの距離を変えることによって、ガード部の位置関係を変更することができ、昇圧開始時点においては、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを低減することができると共に、昇圧後には、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを増加させることができる。その結果、昇圧開始時にウェハのパターン面から有機溶剤などの処理液が吹き飛ばされることを回避することができると共に、昇圧後には、ウェハのパターン面から効率よく処理液を除去することができるようになる。
【0010】
また、本発明によるウェハ処理装置では、支持手段は、下部ユニットに設けられており、注入口は、支持手段で支持されたウェハの外周側に設けられており、ガード部は、平面視においてウェハと注入口との間の位置となるように、下部ユニットに設けられていてもよい。
【0011】
このような構成により、昇圧開始時には、下部ユニットに設けられたガード部と、上部ユニットとの隙間が小さいことによって、ウェハのパターン面への流体の流れが低減されることになる。一方、昇圧後には、上部及び下部ユニットの距離が大きくなることによって、ガード部と上部ユニットとの隙間がより大きくなり、ウェハのパターン面への流体の流れが増加されることになる。その結果、上記のように、昇圧開始時にウェハから処理液が吹き飛ばされることを回避することができると共に、昇圧後には、処理液を効率よく除去することができるようになる。
【0012】
また、本発明によるウェハ処理装置では、支持手段は、下部ユニットに設けられており、注入口は、支持手段で支持されたウェハの外周側に設けられており、ガード部は、平面視においてウェハと注入口との間の位置となるように、下部ユニットに設けられている下部ガード部と、平面視においてウェハと注入口との間の位置となり、下部ガード部と並列するように、上部ユニットに設けられており、水平方向に流体が通過可能な複数の孔を有する上部ガード部と、を有しており、上部ガード部の複数の孔の上下方向の位置は、収容空間の容積が最小の場合には、下部ガード部の上下方向の位置と略一致し、収容空間の容積が最大の場合には、下部ガード部よりも上方になってもよい。
【0013】
このような構成により、昇圧開始時には、下部ガード部の複数の孔が上部ガード部によって塞がれていることによって、ウェハのパターン面への流体の流れが低減されることになる。一方、昇圧後には、下部ガード部の複数の孔が上部ガード部によって塞がれなくなることによって、ウェハのパターン面への流体の流れが増加されることになる。その結果、上記のように、昇圧開始時にウェハから処理液が吹き飛ばされることを回避することができると共に、昇圧後には、処理液を効率よく除去することができるようになる。
【0014】
また、本発明によるウェハ処理装置では、平面視における収容空間の一端側に注入口が設けられており、他端側に排出口が設けられていてもよい。
【0015】
このような構成により、処理空間において、一端側から他端側への超臨界流体の流れを生じさせることができ、ウェハに対して超臨界流体を用いた効率的な処理を行うことができるようになる。
【0016】
また、本発明によるウェハ処理装置では、チャンバは、チャンバが閉じられた際に上部及び下部ユニットの間をシールするためのシール部を有しており、下部ユニットには、シール部の下方側に、収容空間の外周に沿って溝部が設けられており、溝部の底部に排出口が設けられていてもよい。
【0017】
このような構成により、上部及び下部ユニットの接触部分において生じたパーティクルや粉塵を、溝部を介して排出することができるため、そのパーティクルや粉塵がウェハのパターン面に付着することを防止することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によるウェハ処理装置によれば、昇圧前用の流体の注入口と昇圧後用の流体の注入口とを別々に設けることなく、昇圧開始時には、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを低減させることができると共に、昇圧後には、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを増加させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施の形態によるウェハ処理装置の構成を示す一部切り欠き斜視図
【図2】同実施の形態によるウェハ処理装置のチャンバの縦断面を示す断面図
【図3】同実施の形態によるウェハ処理装置のチャンバの縦断面を示す断面図
【図4】同実施の形態によるウェハ処理装置のチャンバの縦断面を示す断面図
【図5】同実施の形態における上部ユニットの斜視図
【図6】同実施の形態における下部ユニットの平面図
【図7A】同実施の形態におけるガード部の配置の一例を示す平面図
【図7B】同実施の形態におけるガード部の配置の一例を示す平面図
【図7C】同実施の形態におけるガード部の配置の一例を示す平面図
【図8】同実施の形態における昇圧前後のガード部の位置の一例を示す模式図
【図9】同実施の形態によるウェハ処理装置のチャンバの縦断面を示す断面図
【図10】同実施の形態における昇圧開始時のチャンバの一部拡大断面図
【図11】同実施の形態における昇圧後のチャンバの一部拡大断面図
【図12】同実施の形態におけるチャンバの一部拡大断面図
【図13】同実施の形態における下部ガード部の一例を示す平面図及び側面図
【図14】同実施の形態における流体の流れの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明によるウェハ処理装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態によるウェハ処理装置は、昇圧の前後でガード部の位置が異なることによって、昇圧開始時には、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを低減することができると共に、昇圧後には、注入口から注入された流体のウェハのパターン面への流れを増加させることができるものである。
【0021】
図１は、本実施の形態によるウェハ処理装置１の構成を示す一部切り欠き斜視図である。図２～図４は、ウェハ処理装置１のチャンバ１１の縦断面を示す断面図である。図２は、チャンバ１１が開いた状態を示しており、図３は、チャンバ１１が閉じた状態であって、昇圧開始時の状態を示している。図４は、チャンバ１１が閉じた状態であって、昇圧後の状態を示している。図５は、上部ユニット２１を下面側から見た斜視図である。図６は、下部ユニット２２の平面図である。図７Ａ～図７Ｃは、下部ユニット２２に設けられたガード部２４の配置の一例を示す平面図である。図８は、昇圧前後のガード部２４の位置の一例を示す模式図である。図９は、図６のＡ－Ａ線におけるチャンバ１１の縦断面図である。図１０は、図６のＡ－Ａ線の位置でのチャンバ１１の縦断面図における昇圧開始時の注入口２２３ａ付近の拡大断面図である。図１１は、図６のＡ－Ａ線の位置でのチャンバ１１の縦断面図における昇圧後の注入口２２３ａ付近の拡大断面図である。図１２は、図６のＢ－Ｂ線の位置でのチャンバ１１の縦断面図における昇圧後の収容空間２２ｃの排出口２２４ｄ付近の拡大断面図である。
【0022】
本実施の形態によるウェハ処理装置１は、上部ユニット２１及び下部ユニット２２を有するチャンバ１１と、チャンバ１１の上部ユニット２１及び下部ユニット２２を開閉するための開閉手段１２と、チャンバ１１に設けられたウェハ２の収容空間２２ｃにおいて、ウェハ２を支持する支持手段２２ａと、収容空間２２ｃに設けられたガード部２４と、チャンバ１１が閉じられた状態において、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の距離が上下方向に所定以上離れないようにするため、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方の上下方向の移動を規制する規制手段４１とを備える。
【0023】
チャンバ１１では、ウェハ２に超臨界流体を用いた所定の処理が行われる。本実施の形態では、その所定の処理が超臨界流体を用いたウェハ２の乾燥処理である場合について主に説明するが、その他の処理、例えば、超臨界流体を用いた洗浄処理や洗浄乾燥処理がウェハ２に行われてもよい。ウェハ２の乾燥処理は、例えば、ウェハ２の表面に残留した有機溶剤などの処理液を、超臨界流体に置換することによって除去し、その超臨界流体を乾燥させることによって行われる。本実施の形態では、処理に用いられる流体が二酸化炭素である場合、すなわち二酸化炭素の超臨界流体が用いられる場合について主に説明するが、他の超臨界流体が用いられてもよい。
【0024】
上部ユニット２１の下面側には、水平方向に搬入されるウェハ２を支持する支持手段２１ａが設けられている。したがって、ウェハ２が搬入されると、図２で示されるように、上部ユニット２１の下方側にウェハ２が位置することになる。支持手段２１ａは、例えば、図２，図５で示されるように、断面が略Ｌ字形状であり、水平方向に延びる先端部分において、搬入されたウェハ２の周縁部を支持するものであってもよい。本実施の形態では、図５，図６で示されるように、上部ユニット２１に３個の支持手段２１ａが設けられている場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。支持手段２１ａの個数は、例えば、１個や２個であってもよく、４個以上であってもよい。また、ウェハ２を適切に支持できるのであれば、支持手段２１ａの形状も問わない。
【0025】
下部ユニット２２は、上部ユニット２１と対向するものである。上部ユニット２１及び下部ユニット２２によって、ウェハ２を収容する収容空間２２ｃが構成される。収容空間２２ｃは、通常、略円柱形状の空間である。収容空間２２ｃの容積が大きい場合には、流体を超臨界状態にするための昇圧の時間が長くなるため、収容空間２２ｃの容積は、小さいことが好適である。なお、本実施の形態では、収容空間２２ｃが下部ユニット２２側に形成されている場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。収容空間２２ｃは、上部ユニット２１及び下部ユニット２２のそれぞれによって形成されていてもよく、上部ユニット２１側に形成されていてもよい。また、下部ユニット２２には、図９等で示されるように、流体の注入路２２１と排出路２２２とが設けられていてもよい。流体の注入路２２１や排出路２２２は、可動側のユニットではなく、固定側のユニットに設けられることが好適である。
【0026】
下部ユニット２２の上面側（すなわち、収容空間２２ｃの底面側）には、ウェハ２を支持する支持手段２２ａが設けられている。本実施の形態では、上部ユニット２１の支持手段２１ａによってウェハ２が支持された状態で上部ユニット２１及び下部ユニット２２が閉じられた際には、ウェハ２は、上部ユニット２１の支持手段２１ａで支持されなくなり、下部ユニット２２の支持手段２２ａで支持されるようになる場合について主に説明する。なお、その場合には、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の距離が、後述するように、規制手段４１による規制の範囲内で変化したとしても、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２は、下部ユニット２２に設けられた支持手段２２ａによって支持されていることが好適である。すなわち、規制手段４１による規制の範囲内において上部ユニット２１及び下部ユニット２２の距離が変化したとしても、支持手段２２ａにおけるウェハ２の載置面が、支持手段２１ａにおけるウェハの載置面よりも上方側に位置しているものとする。一方、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２は、上部ユニット２１に設けられた支持手段２１ａによって支持されてもよい。いずれの場合であっても、規制手段４１による規制の範囲内において上部ユニット２１及び下部ユニット２２の距離が変化しても、収容空間２２ｃにおいては、下部ユニット２２側の支持手段２２ａ、及び上部ユニット２１側の支持手段２１ａの一方によってのみウェハ２が支持されていることが好適である。
【0027】
支持手段２２ａは、略円柱形状の収容空間２２ｃの外周側から軸心に向かって下方に傾斜するテーパ面と、テーパ面の下端側に繋がる水平方向の面である載置面とを少なくとも有する。複数の支持手段２２ａの各テーパ面によってウェハ２の位置決めがなされ、収容空間２２ｃにおけるあらかじめ決められた位置（例えば、平面視における収容空間２２ｃの中心位置）のウェハ２が、載置面で支持されるようになる。本実施の形態では、図６で示されるように、下部ユニット２２に３個の支持手段２２ａが設けられている場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。支持手段２２ａの個数は、例えば、１個や２個であってもよく、４個以上であってもよい。また、ウェハ２を適切に支持できるのであれば、支持手段２２ａの形状も問わない。
【0028】
収容空間２２ｃに流体を注入するための注入口と、収容空間２２ｃから流体を排出するための排出口がそれぞれ、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方に設けられている。すなわち、注入口が上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方に設けられており、排出口が上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方に設けられているものとする。本実施の形態では、図６で示されるように、平面視において円形状である収容空間２２ｃの一端側（図中右側）に、流体の注入口２２３ａ、２２３ｂが設けられており、他端側（図中左側）に、流体の排出口２２４ｄ、２２４ｅ、２２４ｆが設けられており、注入口２２３ａ、２２３ｂの間、及び収容空間２２ｃの中心付近に、流体の排出口２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃが設けられている場合について主に説明する。なお、注入口２２３ａ、２２３ｂを特に区別しない場合には、単に注入口２２３と呼ぶこともある。排出口２２４ａ～２２４ｆについても同様である。図６で示されるように、平面視における収容空間２２ｃの一端側に注入口２２３ａ、２２３ｂが設けられており、他端側に排出口２２４ｄ、２２４ｅ、２２４ｆが設けられていることによって、全体として、一端側から他端側に流体が流れることになり、ウェハ２上に流体が滞留したり、ウェハ２上から流れ出た流体が再度、ウェハ２上に戻ったりすることを回避することができる。なお、図６で示されるように、全体として収容空間２２ｃの一端側から他端側に流体が流れるのであれば、それら以外の排出口２２４ａ、２２４ｂ、２２４ｃが設けられてもよい。また、その他の注入口２２３が設けられてもよい。
【0029】
また、注入口２２３及び排出口２２４の配置は、図６で示される配置以外であってもよい。ただし、注入口２２３は、平面視において、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２の外周側、すなわち、収容空間２２ｃにおいて支持されているウェハ２の外縁よりも外側に存在することが好適である。そのため、例えば、平面視において、注入口２２３は収容空間２２ｃの周縁に設けられ、排出口２２４は収容空間２２ｃの中心付近に設けられてもよい。本実施の形態では、注入口２２３及び排出口２２４の両方が、下部ユニット２２に設けられる場合について主に説明するが、注入口２２３は、上部ユニット２１に設けられてもよい。なお、排出口２２４は、通常、下部ユニット２２に設けられることが好適であるが、上部ユニット２１に設けられてもよい。
【0030】
上部ユニット２１及び下部ユニット２２は、耐圧性のある材料によって構成されていることが好適である。その材料は、例えば、ステンレス鋼等であってもよい。また、パーティクルの発生を防止するため、その表面には所定のコーティング（例えば、ＤＬＣ（Diamond‐Like Carbon）などの硬質膜のコーティング等）がなされてもよい。
【0031】
また、上部ユニット２１は、チャンバ１１が閉じられた状態で収容空間２２ｃの上面側となる位置に上部ヒータ２１ｄを有しており、下部ユニット２２はチャンバ１１が閉じられた状態で収容空間２２ｃの下面側となる位置に下部ヒータ２２ｄを有している。すなわち、上部ユニット本体に上部ヒータ２１ｄを装着することによって上部ユニット２１が構成され、下部ユニット本体に下部ヒータ２２ｄを装着することによって下部ユニット２２が構成されることになる。上部ヒータ２１ｄ及び下部ヒータ２２ｄは、収容空間２２ｃの流体を加熱するために用いられる。収容空間２２ｃにおいて、流体を超臨界状態にするためである。流体が二酸化炭素である場合には、例えば、上部ヒータ２１ｄ及び下部ヒータ２２ｄによって二酸化炭素が３１．１℃以上となるように加熱されてもよい。なお、上部ユニット２１及び下部ユニット２２に設けられた空間２１ｆ、２２ｆは、それぞれ上部ヒータ２１ｄ及び下部ヒータ２２ｄへの電力供給用の配線の通る空間である。また、収容空間２２ｃを機密に保つため、図２等で示されるように、上部ヒータ２１ｄと上部ユニット２１の本体側との間、及び下部ヒータ２２ｄと下部ユニット２２の本体側との間にシール部２１ｅ、２２ｅがそれぞれ設けられていてもよい。収容空間２２ｃを機密に保つためである。シール部２１ｅ、２２ｅはそれぞれ、後述するシール部２３と同様のものであってもよい。
【0032】
チャンバ１１は、チャンバ１１が閉じられた際に上部ユニット２１及び下部ユニット２２の間をシールするためのシール部２３を有していてもよい。シール部２３は、円環状の部材であり、下部ユニット２２における収容空間２２ｃの開口の環状の縁部分、または、その縁部分に対向する上部ユニット２１の部分に配置されてもよい。シール部２３は、例えば、図２～図４で示されるように、上部ユニット２１の下端側に装着されてもよい。シール部２３は、図１０～図１２で示されるように、断面が略Ｕ字形状のものであってもよい。その場合には、チャンバ１１が閉じている状態において、収容空間２２ｃの流体がシール部２３を介して外部に流出しようとする際に、略Ｕ字形状の内側部分の圧力が高まってシール性がより向上し、収容空間２２ｃの流体の流出を効果的に防止することができる。また、図１０～図１２で示されるように、シール部２３は、例えば、シール押え２３ａによって押えられることによって、その位置が保持されてもよい。シール部２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、またはシリコンなどの材料によって構成されてもよい。
【0033】
開閉手段１２は、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方を上下方向に移動させることによってチャンバ１１を開閉する。上部ユニット２１及び下部ユニット２２が開閉手段１２によって閉じられ、両者が嵌め合わされて一体化されることによって、ウェハ２に対して処理を行うための収容空間２２ｃが形成される。また、シール部２１ｅ、２２ｅ、２３が存在することによって、収容空間２２ｃの気密性が高められる。本実施の形態では、開閉手段１２が、ベース１５に固定されたエアシリンダであり、ベース１５に対して、矩形状の上面板１６の四隅をそれぞれ同じタイミングで上下方向に移動させることによって、上部ユニット２１を上下方向に移動させる場合について主に説明する。なお、図１では、一部の開閉手段１２を省略している。
【0034】
開閉手段１２は、エアシリンダ以外のソレノイド、ラックアンドピニオンとピニオンを駆動させる回転駆動手段、または、ボールねじとねじ軸を回転させる回転駆動手段等によって構成されてもよい。また、上面板１６の四隅のうち、１個から３個の隅に開閉手段１２が設けられており、それ以外の箇所には上面板１６の頂点部分を上下方向にガイドするためのガイド部材が設けられていてもよい。なお、本実施の形態では、開閉手段１２が、上部ユニット２１を上下方向に移動させる場合について説明するが、そうでなくてもよい。開閉手段１２は、下部ユニット２２を上下方向に移動させてもよく、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の両方をそれぞれ上下方向の逆向きに移動させてもよい。
【0035】
後述するように、開閉手段１２によってチャンバ１１が閉じられた後に、規制手段４１による規制の範囲内において、上部ユニット２１及び下部ユニット２２は、上下方向に離れることができる。そのため、開閉手段１２は、チャンバ１１を閉じて収容空間２２ｃの容積が最小となった後には、上部ユニット２１及び下部ユニット２２を閉じる方向の力を解除し、両者が規制手段４１による規制の範囲内において、上下方向に移動できるようにすることが好適である。なお、開閉手段１２による上部ユニット２１及び下部ユニット２２を閉じる方向の力は、例えば、収容空間２２ｃの圧力が、あらかじめ決められた閾値の圧力よりも大きくなった後に解除されてもよい。
【0036】
規制手段４１は、チャンバ１１が閉じた状態、すなわち上部ユニット２１及び下部ユニット２２が上下方向に嵌め合わされて、内部の収容空間２２ｃが気密に保たれている状態において、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の距離が上下方向に所定以上離れないように、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方の上下方向の移動を規制する。具体的には、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の周縁部にそれぞれ設けられたフランジ状の突出部２１ｂ、２２ｂの上下方向の移動が、規制手段４１に設けられた凹部４１ａによって制限される。凹部４１ａは、平面視が円弧状である規制手段４１の内周面側に、円周方向に沿って設けられており、凹部４１ａの上下方向の長さは、突出部２１ｂ、２２ｂの上下方向の長さの合計よりも長くなっている。したがって、突出部２１ｂ、２２ｂが凹部４１ａに挿入された状態でも、上部ユニット２１及び下部ユニット２２は、上下方向に移動可能となっている。ただし、突出部２１ｂ、２２ｂが凹部４１ａに挿入された状態で上部ユニット２１及び下部ユニット２２が離れる方向に移動したとしても、チャンバ１１は開かないものとする。すなわち、収容空間２２ｃは、機密に保たれた状態であるとする。
【0037】
規制手段４１は、所定の移動手段によって、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方の上下方向の移動を規制する規制位置と、その規制を行わないリリース位置との間で移動されてもよい。本実施の形態では、移動手段が、ベース１５に固定されたスライドレール４３と、スライドレール４３に摺動可能に設けられたスライドガイド４４と、スライドガイド４４に固定されたステージ４２と、ステージ４２をスライドレール４３上で移動させる図示しない駆動手段とを備える場合について主に説明する。なお、ステージ４２の上面側に規制手段４１が固定されている。そのような移動手段によって、規制手段４１は、スライドレール４３の長手方向に移動可能となる。駆動手段は、例えば、エアシリンダ、ソレノイド、ラックアンドピニオンとピニオンを駆動させる回転駆動手段、または、ボールねじとねじ軸を回転させる回転駆動手段等であってもよい。本実施の形態では、図１で示されるように、３個の規制手段４１によってチャンバ１１の上部ユニット２１と下部ユニット２２との上下方向の移動が規制される場合について主に説明するが、規制手段４１の個数は、例えば、２個であってもよく、４個以上であってもよい。複数の規制手段４１の規制位置とリリース位置との間の移動は、独立して行われてもよく、連動して行われてもよい。
【0038】
規制手段４１による上部ユニット２１及び下部ユニット２２の上下方向の移動の規制について、図２～図４を用いて説明する。なお、図２～図４では、支持手段２２ａや、注入路２２１、排出路２２２の図示は省略している。図２は、チャンバ１１が開いた状態を示しており、規制手段４１はリリース位置に存在する。次に、開閉手段１２によってチャンバ１１が閉じられて収容空間２２ｃの容積が最小になった後に、複数の規制手段４１がそれぞれ規制位置に移動し、突出部２１ｂ、２２ｂが複数の規制手段４１の凹部４１ａに挿入されると、図３で示される状態となる。その後、収容空間２２ｃへの流体の注入が開始され、収容空間２２ｃの圧力が上昇することに応じて、規制手段４１による規制の範囲内において、上部ユニット２１及び下部ユニット２２が上下方向に離れることによって収容空間２２ｃの容積が最大になると、図４で示される状態となる。超臨界流体を用いた所定の処理は、図４で示される状態で行われることになる。流体が超臨界状態になる際には収容空間２２ｃにおいて昇圧が行われる。その昇圧の開始前においては、収容空間２２ｃの容積は最小であり、昇圧の完了後においては、収容空間２２ｃの容積は最大となっている。したがって、その昇圧プロセスの途中において、収容空間２２ｃの容積が最小の状態から最大の状態に変化することになるが、その変化する圧力は、昇圧後の圧力付近であることがより好適である。
【0039】
収容空間２２ｃの容積が最小である場合の上部ユニット２１及び下部ユニット２２の上下方向の距離と、収容空間２２ｃの容積が最大である場合の上部ユニット２１及び下部ユニット２２の上下方向の距離との差は、例えば、１ミリメートル以上、１０ミリメートル以下であってもよい。両距離の差が大きい場合には、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の接合部においてパーティクル等が発生しやすくなるため、その観点からは、両距離の差は小さいことが好適である。そのため、両距離の差は、例えば、５ミリメートル以下であってもよく、３ミリメートル以下であってもよい。一方、後述するように、両距離の差に応じてガード部２４またはガード部２４以外の構成が上下方向に移動することによって、収容空間２２ｃにおける流体の流れが変更されるため、その観点からは、両距離は大きいことが好適である。そのため、両距離の差は、例えば、２ミリメートル以上であってもよい。
【0040】
ガード部２４は、収容空間２２ｃに設けられている。ガード部２４は、例えば、上部ユニット２１に設けられ、上部ユニット２１と一緒に上下方向に移動してもよく、下部ユニット２２に設けられ、下部ユニット２２と一緒に上下方向に移動してもよい。そして、ガード部２４は、収容空間２２ｃの容積が最小になった際には、注入口２２３から注入された流体のウェハ２のパターン面への流れを低減させる位置となり、収容空間２２ｃの容積が最大になった際には、注入口２２３から注入された流体のウェハ２のパターン面への流れを増加させる位置となる。すなわち、収容空間２２ｃの容積が最小の場合よりも最大の場合のほうが、注入口２２３から注入された流体のウェハ２のパターン面への流れが増えることになる。ガード部２４の位置は、他の構成に対するガード部２４の相対的な位置である。したがって、後述するように、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の距離が、規制手段４１による規制の範囲内において変化した場合に、ガード部２４自体が上下方向に移動してもよく、または、ガード部２４以外の他の構成が上下方向に移動することによって、ガード部２４の他の構成との位置関係が変化してもよい。
【0041】
ウェハ２のパターン面とは、ウェハ２においてパターンの形成された面のことである。本実施の形態では、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２の上面がパターン面である場合について主に説明するが、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２の下面がパターン面となってもよい。ウェハ２のパターン面への流れを低減させるとは、ウェハ２のパターン面への流れがなくなることであってもよく、または、一部の流れがウェハ２のパターン面に到達することであってもよい。前者が理想的であるが、通常は後者のようになる。後者の場合であっても、パターン面の有機溶剤などの処理液が吹き飛ばない程度の流れしかパターン面に到達しないようになっていることが好適である。
【0042】
ガード部２４は、平面視においてウェハ２と注入口２２３との間の位置に設けられてもよい。図７Ａ～図７Ｃは、収容空間２２ｃにおけるガード部２４の平面視における位置を示す図である。ガード部２４は、図７Ａ、図７Ｂで示されるように、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２の外周の一部に設けられてもよく、図７Ｃで示されるように、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２の外周の略すべてに設けられてもよい。図７Ａでは、注入口２２３の付近にのみガード部２４が設けられており、図７Ｂでは、注入口２２３の位置を含む、ウェハ２の約半周程度の領域にガード部２４が設けられている。いずれの場合であっても、ガード部２４は、ウェハ２の外縁よりも外側であり、注入口２２３よりもウェハ２側である位置に配置されることが好適である。また、ガード部２４は、例えば、他の構成とは独立して設けられた部材であってもよく、他の構成と一体的に構成されたものであってもよい。
【0043】
次に、図８を参照して、ガード部２４を用いた流体の流れの変更について説明する。図８の左側は、収容空間２２ｃの容積が最小である状態、すなわち昇圧開始時の状態における収容空間２２ｃ内の縦断面を示している。図８の右側は、収容空間２２ｃの容積が最大である状態、すなわち昇圧後の状態における収容空間２２ｃ内の縦断面を示している。上述のように、収容空間２２ｃにおいて、ウェハ２は、上部ユニット２１側の支持手段２１ａによって支持されてもよく、下部ユニット２２側の支持手段２２ａによって支持されてもよい。図８（ａ）、図８（ｂ）では、ウェハ２が下部ユニット２２の支持手段２２ａで支持されており、図８（ｃ）、図８（ｄ）では、ウェハ２が上部ユニット２１の支持手段２１ａによって支持されているものとする。また、図８（ａ）、図８（ｃ）では、ガード部２４は、下部ユニット２２に設けられており、図８（ｂ）、図８（ｄ）では、ガード部２４は、上部ユニット２１に設けられているものとする。また、図８では、収容空間２２ｃの圧力の上昇に応じて、規制手段４１による規制の範囲内で、上部ユニット２１が上方側に移動するものとする。また、図８では、注入口２２３からの流体の流れを矢印で示している。なお、図８（ｅ）については後述する。
【0044】
図８（ａ）において、昇圧開始時には、左側で示されるように、ガード部２４と上部ユニット２１との間の隙間が小さくなっており、注入口２２３からの流体の流れが低減されることによって、ウェハ２の上面であるパターン面には、流体がほとんど当たらない。したがって、ウェハ２のパターン面上の処理液等が流体によって吹き飛ばされることを防止することができ、超臨界流体を用いた処理が行われるまで、パターン面に処理液を残留させることができる。一方、昇圧後には、右側で示されるように、ガード部２４と上部ユニット２１との隙間が大きくなり、注入口２２３からの流体の流れがウェハ２のパターン面に当たるようになり、パターン面の処理液を効率よく除去することができるようになる。
【0045】
図８（ｂ）において、昇圧開始時には、左側で示されるように、上部ユニット２１の下面とウェハ２との隙間が、上部ユニット２１に設けられたガード部２４によって塞がれているため、注入口２２３からウェハ２のパターン面への流体の流れが低減されることになる。一方、昇圧後には、右側で示されるように、ウェハ２のパターン面と上部ユニット２１の下面との隙間が大きくなり、ガード部２４によって塞がれていない状態になるため、注入口２２３からの流体の流れがウェハ２のパターン面に当たるようになり、パターン面の処理液を効率よく除去することができるようになる。なお、この場合には、平面視において、ウェハ２の周縁とガード部２４との隙間が小さくなっている、すなわち両者が近接していることが好適である。
【0046】
【0047】
図８（ｄ）において、昇圧開始時には、左側で示されるように、ガード部２４と下部ユニット２２との間の隙間が小さくなっており、注入口２２３からの流体の流れが低減されることによって、ウェハ２のパターン面には、流体がほとんど当たらない。したがって、ウェハ２の処理液等が流体によって吹き飛ばされることを防止することができ、超臨界流体を用いた処理が行われるまで、パターン面に処理液を残留させることができる。一方、昇圧後には、右側で示されるように、ガード部２４と下部ユニット２２との隙間が大きくなり、注入口２２３からの流体の流れがウェハ２のパターン面に当たるようになり、パターン面の処理液を効率よく除去することができるようになる。
【0048】
図８（ａ）～図８（ｄ）で示されるように、収容空間の昇圧の前後において、ガード部２４と、ウェハ２や上部ユニット２１、下部ユニット２２などとの相対的な位置関係が変化することによって、昇圧開始時にはウェハ２のパターン面への流体の流れを低減させることができると共に、昇圧後にはウェハ２のパターン面への流体の流れを増加させることができる。その結果、超臨界状態になる前の流体がパターン面に吹き付けられることによってパターン面の処理液が除去されることを防止することができると共に、超臨界状態の流体がパターン面に当たることによって、パターン面の処理液を効率よく除去することができるようになる。また、超臨界流体を用いて処理液を除去するため、パターンが倒壊しないようにすることもできる。
【0049】
次に、ウェハ２が下部ユニット２２の支持手段２２ａによって支持されており、ガード部２４が下部ユニット２２側に設けられている場合のより詳細な構成について説明する。図９は、図６のＡ－Ａ線におけるチャンバ１１の縦断面図である。図９において、収容空間２２ｃに収容されたウェハ２は、下部ユニット２２に設けられた支持手段２２ａによって支持されている。図１０は、図９の収容空間２２ｃの右側付近を拡大した拡大断面図である。図１０において、ガード部２４は、下部ヒータ２２ｄの周縁部に連続して設けられている。また、下部ヒータ２２ｄの下面側に隙間が存在し、その隙間を流体が移動可能になっている。また、上部ヒータ２１ｄの上面側にも隙間が存在し、その隙間を流体が移動可能になっている。昇圧開始時には、ガード部２４の上端と、上部ヒータ２１ｄの下面とが上下方向に近接した位置となっており、注入路２２１を介して注入口２２３ａから注入された流体が、ウェハ２の上面側に進入することが防止される。そのため、ウェハ２のパターン面の処理液が除去されないことになる。例えば、収容空間２２ｃへの二酸化炭素の供給を開始する際には、０．１ＭＰａ（１気圧）程度の収容空間２２ｃに５ＭＰａ程度の二酸化炭素がボンベから供給される。そのような高圧の二酸化炭素がウェハ２のパターン面に直接当たると、パターン面の処理液が容易に吹き飛ばされ、パターンが倒壊する。一方、図１０で示されるように、ガード部２４と上部ヒータ２１ｄとの間の隙間が狭いことによって、注入口２２３ａから注入される二酸化炭素がウェハ２のパターン面に到達し難くなっている場合には、パターン面の処理液が吹き飛ばされることはないため、パターンの倒壊を回避することができる。
【0050】
図１０で示されるように、注入口２２３から注入された二酸化炭素は、上部ヒータ２１ｄの上面側や、下部ヒータ２２ｄの下面側を通って収容空間２２ｃに充満する。そして、二酸化炭素の供給が開始されると程なくして、収容空間２２ｃが５ＭＰａ程度の圧力となる。その後には、加圧ポンプなどの昇圧機構を用いて昇圧された二酸化炭素が収容空間２２ｃに供給される。昇圧された二酸化炭素が注入されることによって、収容空間２２ｃの圧力は上昇する。収容空間２２ｃの圧力の上昇に応じて、上部ユニット２１は上方に移動する。なお、昇圧機構を用いた二酸化炭素の供給開始後は、二酸化炭素が注入口２２３から勢いよく供給されることはなくなる。したがって、昇圧機構を用いた二酸化炭素の供給開始後に、上部ユニット２１が上昇し始めることが好適である。そのようにして、収容空間２２ｃの容積が最大になったとする。図１１は、その状態を示す拡大断面図である。なお、排出口２２４につながる排出路２２２には、圧力調整バルブが接続されており、収容空間２２ｃの圧力が所定値を超えると、流体の排出が行われることになる。このようにして、収容空間２２ｃの圧力が所定値に保たれることになる。
【0051】
図１１で示されるように、上部ユニット２１が上方に移動すると、ガード部２４の上端と、上部ヒータ２１ｄの下面との隙間が大きくなる。その結果、注入口２２３ａからの流体が、ウェハ２の上面に流れるようになり、ウェハ２のパターン面に残留していた有機溶剤等の処理液が、超臨界流体に溶解されて排出口２２４から排出される。なお、下部ヒータ２２ｄの下面側を流れる流体は、収容空間２２ｃの下面に設けられた排出口２２４ｂ、２２４ｃから排出される。また、ウェハ２のパターン面を流れる流体も、ウェハ２の端部から下部ヒータ２２ｄ側に落ちることになり、孔２２ｈを介して下部ヒータ２２ｄの下面側に流れて排出口２２４ｂ、２２４ｃから排出される。この孔２２ｈが存在することにより、ウェハ２の下面と下部ヒータ２２ｄの上面との間を流れる流体の流量を低減することができ、ウェハ２がばたつくことを抑制することができる。孔２２ｈは、ウェハ２からの流体が逆流することなく排出口２２４側に流れる角度で、下部ヒータ２２ｄの全周に亘って複数、設けられていてもよい。一方、上部ヒータ２１ｄの上面側を流れる流体は、収容空間２２ｃの周辺部に設けられた排出口２２４ａ、２２４ｄ、２２４ｅ、２２４ｆから排出される。なお、図１１で示されるように、ガード部２４の上端と、上部ヒータ２１ｄの下面との隙間が大きくなることによって、下部ユニット２２の本体側と、上部ヒータ２１ｄとの間を通過して、上部ヒータ２１ｄの上方側に流れる流体の流量は低減されることになる。
【0052】
図１２は、図６のＢ－Ｂ線の位置でのチャンバ１１の縦断面図における排出口２２４ｄ付近を拡大した拡大断面図である。図１０～図１２で示されるように、下部ユニット２２には、収容空間２２ｃの外周に沿って溝部２２ｇが設けられている。溝部２２ｇは、図１０～図１２で示されるように、チャンバ１１が閉じられた状態において、シール部２３の下方側となる位置に、上方に開口するように設けられている。そのため、シール部２３や、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の接合部において生じたパーティクル１７などを効率よく受けることができる。また、上部ヒータ２１ｄの上面側を通過した流体も、溝部２２ｇで受けられることが好適である。そのため、上部ヒータ２１ｄと下部ユニット２２の本体側との間の隙間は、上部ヒータ２１ｄの上面側から溝部２２ｇに至る流路よりも狭くなっていることが好適である。さらに、溝部２２ｇの底部に、排出口２２４ａ、２２４ｄ、２２４ｅ、２２４ｆが設けられている。そのため、溝部２２ｇで受けられたパーティクル１７等を、ウェハ２の側に拡散させることなく排出することができ、溝部２２ｇで受けられたパーティクル１７等がウェハ２のパターン面に付着する可能性を低減することができる。また、ウェハ２の上面を通過した流体は、下部ヒータ２２ｄの下面側を介して、収容空間２２ｃの中央付近の排出口２２４ｂ、２２４ｃから排出される。
【0053】
次に、下部ガード部２４１と上部ガード部２４２とを有するガード部２４について、図８（ｅ）、図１３を用いて説明する。図１３（ａ）は、上部ガード部２４２の一例を示す平面図であり、図１３（ｂ）は、上部ガード部２４２の一例を示す側面図である。図８（ｅ）において、ウェハ２は下部ユニット２２の支持手段２２ａで支持されているものとする。また、下部ガード部２４１は、下部ユニット２２に設けられており、上部ガード部２４２は、上部ユニット２１に設けられているものとする。下部ガード部２４１は、平面視においてウェハ２と注入口２２３との間の位置に設けられている。また、上部ガード部２４２も、平面視においてウェハ２と注入口２２３との間の位置に設けられており、水平方向に流体が通過可能な複数の孔２４２ａを有している。また、下部ガード部２４１及び上部ガード部２４２は、平面視において、ウェハ２の外周側に並列して設けられているものとする。本実施の形態では、下部ガード部２４１が内側となり、上部ガード部２４２が外側となる場合について主に説明するが、逆であってもよい。また、上部ガード部２４２の複数の孔２４２ａの上下方向の位置は、収容空間２２ｃの容積が最小の場合、すなわち昇圧開始時には、下部ガード部２４１の上下方向の位置と略一致し、収容空間２２ｃの容積が最大の場合、すなわち昇圧後には、下部ガード部２４１よりも上方になるものとする。より具体的には、昇圧開始時には、複数の孔２４２ａの上端は、下部ガード部２４１の上端よりも下方に位置していることが好適であり、昇圧後には、複数の孔２４２ａの下端は、下部ガード部２４１の上端よりも上方に位置していることが好適である。そのようにすることで、図８（ｅ）で示されるように、昇圧開始時には、複数の孔２４２ａが下部ガード部２４１によって塞がれることによって、注入口２２３からの流体のウェハ２のパターン面への流れが低減されることになる。一方、昇圧後には、複数の孔２４２ａが下部ガード部２４１によって塞がれなくなるため、注入口２２３からの流体の複数の孔２４２ａを介したパターン面への流れが増加されることになる。なお、ここでは、上部ガード部２４２が複数の孔２４２ａを有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。上部ガード部２４２は、複数の孔２４２ａを有していなくてもよい。その場合には、昇圧後に、上部ガード部２４２の下方側、及び下部ガード部２４１の上方側を介して注入口２２３からウェハ２のパターン面に超臨界流体が流れるようになっていることが好適である。
【0054】
図１３（ａ）は、上部ガード部２４２の平面図であり、図１３（ｂ）は、上部ガード部２４２の側面図である。上部ガード部２４２が、図７Ｂで示されるガード部２４の位置に配置された場合には、図１３（ａ）、図１３（ｂ）で示されるように、複数の孔２４２ａは、上部ガード部２４２の表面に垂直な方向に設けられてもよい。図１４は、図１３で示される上部ガード部２４２の複数の孔２４２ａを介して超臨界流体がウェハ２のパターン面に供給される様子を示す図である。図１４で示されるように、注入口２２３から注入された超臨界流体は、上部ガード部２４２の複数の孔２４２ａを介してウェハ２のパターン面に供給され、一部は排出口２２４ａに排出されるが、多くは排出口２２４ｄ、２２４ｅ、２２４ｆに排出されることになる。したがって、全体としては、図中の右側から左側に超臨界流体が流れることになり、より均一な流れを実現することができる。そのため、超臨界流体に溶解した処理液が、ウェハ２のパターン面に留まることなく、適切に排出されるようになる。
【0055】
次に、本実施の形態によるウェハ処理装置１の動作について具体的に説明する。まず、図１で示されるように、規制手段４１がリリース位置に移動され、開閉手段１２によってチャンバ１１が開けられ、上部ユニット２１及び下部ユニット２２が上下方向に離間した状態になっているとする。その状態において、前工程の洗浄装置において、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の洗浄剤によって洗浄されたウェハ２が、搬送ロボットによって搬送され、上部ユニット２１の下面側に搬入される。その搬入されたウェハ２は、支持手段２１ａによってパターン面が上面となるように支持される（図２）。
【0056】
その後、開閉手段１２によって上面板１６が下降されることによってチャンバ１１が閉じられる。なお、収容空間２２ｃにおいては、ウェハ２は、下部ユニット２２の支持手段２２ａによって支持されることになる。また、ステージ４２がチャンバ１１の軸心に向かって移動されることによって、規制手段４１が、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の少なくとも一方の上下方向の移動を規制する規制位置に移動される（図３）。
【0057】
そして、二酸化炭素の注入路２２１に接続された注入バルブが開けられ、チャンバ１１の収容空間２２ｃに二酸化炭素が注入される。この時点では、収容空間２２ｃの容積は最小となっており、注入口２２３から注入された二酸化炭素のウェハ２のパターン面への流れが上部ガード部２４２によって低減されているため、パターン面上のＩＰＡ等が注入された二酸化炭素によって吹き飛ばされることを防止することができる（図１０）。二酸化炭素は、例えば、加圧ポンプなどの昇圧機構を用いて昇圧されて収容空間２２ｃに注入される。また、上部ヒータ２１ｄ及び下部ヒータ２２ｄによって、注入された二酸化炭素が加熱される。
【0058】
注入された二酸化炭素は、収容空間２２ｃ内の圧力が臨界圧力７．３８ＭＰａ以上、温度が臨界温度３１．１℃以上になると超臨界状態となり、ウェハ２上のＩＰＡ等は、超臨界状態の二酸化炭素に溶解される。また、二酸化炭素の注入によって収容空間２２ｃの圧力が上昇し、その圧力上昇に応じて、規制手段４１による規制の範囲内で上部ユニット２１及び下部ユニット２２が離れることになる（図４）。その結果、注入された超臨界状態の二酸化炭素がウェハ２のパターン面により多く流れるようになり、パターン面上のＩＰＡ等が効率よく超臨界状態の二酸化炭素に溶解することになる。
【0059】
収容空間２２ｃにおける超臨界状態の二酸化炭素（超臨界流体）の圧力が一定値を超えると、排出路２２２に接続された排出バルブ（圧力調整バルブ）によって、収容空間２２ｃ内の圧力を保ちながら超臨界流体が徐々に排出される。このようにして、ウェハ２のパターン面に付着していたＩＰＡ等が溶解した超臨界流体が排出され、収容空間２２ｃにおいて、ウェハ２からのＩＰＡ等の除去が行われることになる。
【0060】
なお、収容空間２２ｃは、少なくともＩＰＡ等の排出が完了するまで二酸化炭素が超臨界状態となる圧力及び温度に保たれることが好適である。収容空間２２ｃは、例えば、圧力は７．４～１５ＭＰａに、また、温度は上部ヒータ２１ｄ及び下部ヒータ２２ｄによって３１～５０℃に保たれることが好ましい。
【0061】
収容空間２２ｃへの二酸化炭素の注入は継続されるため、超臨界二酸化炭素流体の注入と、ＩＰＡ等が溶解している超臨界二酸化炭素流体の排出が並行して行われることになる。ＩＰＡ等が溶解している超臨界流体の排出が終了すると、注入バルブが閉じられ、収容空間２２ｃ内を排出バルブによって降圧し、超臨界流体を気体に相転換させてから排出する。その後、排出バルブが閉じられる。収容空間２２ｃは、加温が停止されてもよく、３１～５０℃に維持されてもよい。なお、超臨界流体によるＩＰＡ等の排出が終了したかどうかは、例えば、ＩＰＡ等を検知するセンサによって収容空間２２ｃ内においてＩＰＡ等を検知することによって確認されてもよい。ＩＰＡ等を検知するセンサは、例えば、アルコール検知センサ等であってもよい。
【0062】
その後、規制手段４１は、リリース位置に移動される。また、開閉手段１２によって上面板１６が上昇されることによってチャンバ１１が開けられ、上部ユニット２１と下部ユニット２２とが離間する。上部ユニット２１と下部ユニット２２とが離間することによって、ウェハ２は、下部ユニット２２の支持手段２２ａによって支持された状態から、上部ユニット２１の支持手段２１ａによって支持された状態となり、上部ユニット２１と一緒に上方に移動する。そして、超臨界流体を用いて乾燥されたウェハ２は、搬送ロボットによって搬出され、一連の乾燥処理が終了になる。
【0063】
以上のように、本実施の形態によるウェハ処理装置１によれば、チャンバ１１が閉じられた状態であっても、規制手段４１による規制の範囲内において上部ユニット２１及び下部ユニット２２が相対的に上下方向に移動可能になっている。また、収容空間２２ｃへの流体の注入による圧力上昇に応じて、収容空間２２ｃに設けられたガード部２４と、他の構成との相対的な位置関係が変化することにより、注入された流体のウェハ２のパターン面への流れを、昇圧開始時には低減することができると共に、昇圧後には増加させることができるようになる。その結果、昇圧開始時には、超臨界流体ではない流体によってＩＰＡ等の処理液がパターン面から吹き飛ばされることにより、パターンが崩壊することを防止することができる。また、そのことを、昇圧前用の注入口と昇圧後用の注入口とをそれぞれ別々に設けることなく、簡易な構成によって実現することができる。また、昇圧後には、超臨界流体によって、パターン面上のＩＰＡ等の処理液を効率よく除去することができ、処理時間を短縮することができる。
【0064】
また、平面視における収容空間２２ｃの一端側に注入口２２３が設けられており、他端側に排出口２２４が設けられていている場合には、ウェハ２のパターン面上を一方向に超臨界流体が流れることになり、ＩＰＡ等の処理液を含む超臨界流体がウェハ２上に滞留することや、処理液を含む超臨界流体がウェハ２に戻ることを回避することができる。その結果、効率よく処理液を除去することができるようになる。
【0065】
また、収容空間２２ｃの外周側であって、シール部２３の下方側に溝部２２ｇが設けられており、溝部２２ｇの底部に排出口２２４が設けられていることにより、シール部２３や、上部ユニット２１と下部ユニット２２との接触部分において生じたパーティクル等を溝部２２ｇから排出することができ、パーティクル等がウェハ２のほうに拡散してパターン面に付着することを防止することができる。
【0066】
なお、本実施の形態では、クランプに類似した規制手段４１によって上部ユニット２１及び下部ユニット２２の上下方向の移動が規制される場合について説明したが、そうでなくてもよい。規制手段は、例えば、棒状の部材であってベース１５側に設けられており、上部ユニット２１や上面板１６の上方への移動を規制する規制位置と、その規制を解除するリリース位置との間を移動されるものであってもよい。また、規制手段は、上部ユニット２１及び下部ユニット２２の上下方向の移動を規制できるものであれば、その他の構成であってもよい。
【0067】
また、本実施の形態の図１０、図１１では、ガード部２４が下部ヒータ２２ｄと一体的に構成されている場合について説明したが、そうでなくてもよい。ガード部２４は、例えば、上部ユニット２１や、下部ユニット２２の下部ヒータ２２ｄとは異なる構成と一体的に設けられてもよく、または、上部ユニット２１もしくは下部ユニット２２に固定された独立した部材であってもよい。
【0068】
また、本実施の形態では、上部ユニット２１が上部ヒータ２１ｄを有しており、下部ユニット２２が下部ヒータ２２ｄを有している場合について説明したが、そうでなくてもよい。上部ユニット２１は上部ヒータ２１ｄを有していなくてもよく、また、下部ユニット２２は下部ヒータ２２ｄを有していなくてもよい。
【0069】
また、本実施の形態では、収容空間２２ｃの外周側に収容されたウェハ２を取り囲むように環状の溝部２２ｇが設けられている場合について説明したが、そうでなくてもよい。収容空間２２ｃには、溝部２２ｇが設けられていなくてもよい。
【0070】
また、本実施の形態では、収容空間２２ｃが所定の圧力になるまでは流体の排出が行われない場合について説明したが、そうでなくてもよい。二酸化炭素などの流体をボンベから収容空間２２ｃに供給し始めた際に、所定の期間（例えば、数秒程度）だけ排出口２２４を介した排気を行い、その後に、排気を終了して収容空間２２ｃの圧力が上昇するようにしてもよい。そのようにすることで、昇圧開始時に収容空間２２ｃに残留しているパーティクルや粉塵等を、収容空間２２ｃから排出することができる。
【0071】
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0072】
以上より、本発明によるウェハ処理装置によれば、注入口からの流体のウェハのパターン面への流れを、昇圧開始時には低減させることができ、昇圧後には増加させることができるという効果が得られ、ウェハに対して超臨界流体を用いた所定の処理を行うウェハ処理装置等として有用である。
【符号の説明】
【0073】
１ ウェハ処理装置
２ ウェハ
１１ チャンバ
１２ 開閉手段
２１ 上部ユニット
２１ａ、２２ａ 支持手段
２２ 下部ユニット
２２ｃ 収容空間
２２ｇ 溝部
２３ シール部
２４ ガード部
４１ 規制手段
２２３、２２３ａ、２３３ｂ 注入口
２２４、２２４ａ～２２４ｆ 排出口
２４１ 下部ガード部
２４２ 上部ガード部
２ ウェハ
１１ チャンバ
１２ 開閉手段
２１ 上部ユニット
２１ａ、２２ａ 支持手段
２２ 下部ユニット
２２ｃ 収容空間
２２ｇ 溝部
２３ シール部
２４ ガード部
４１ 規制手段
２２３、２２３ａ、２３３ｂ 注入口
２２４、２２４ａ～２２４ｆ 排出口
２４１ 下部ガード部
２４２ 上部ガード部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】